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散热风扇(含油/滚珠)轴承

轴承:


  轴承作为风扇寿命的瓶颈因素,同时也对风扇的工作噪音、制造成本有着重要的影响,倍受用户关注,风扇设计、制造者们也在其上投注了大量的技术与人力,对各种轴承技术略加了解也是正确选择风扇的前提条件之一。目前市场上很多品牌都有自己独特的轴承设计,各种设计都在寿命、噪音、成本等方面有其独到的优势。本节,就为各位简要介绍一下几种常见,或颇具特色的轴承技术:


含油轴承:

  传统的轴承技术,轴芯嵌套在轴套之内转动,利用润滑油充填轴芯与轴套间的空隙,减少摩擦与振动。
  使用初期,润滑油均匀填充轴芯与轴套间的空隙,令转动平滑稳定,因而工作噪音很低,轴承磨损少。但随使用时间增长、灰尘吸附增多,润滑油会因摩擦发热而挥发,油量逐渐减少,轴承的摩擦与振动增加。由此导致轴承噪音增大,磨损加剧,寿命缩短,因此不适合高转速的“高速加强型”风扇和较大扇叶风扇,也无法达到“长寿”的目标。通常产品寿命为5000~8000小时。个人推荐:单位成本压力不大尽量避免采用!大型风扇(90mm直径以上)和高速加强型风扇最好不用此结构!
  作为最基础的轴承技术,许多特色轴承技术都是在此基础之上进行改进而成。

滚珠轴承:


  有一定物理知识的人都知道:压力与接触面粗糙程度相同的情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。轮子便是基于此理论而诞生的人类最伟大发明之一,滚珠轴承也是此理论实际应用的一大典范。
  滚珠轴承不再仅依靠润滑剂填充轴芯与轴套间的空隙,而是将空间略加扩大,在其中置入数个金属滚珠。当轴芯与轴套相对运动时,滚珠也随之滚动,并不与二者发生滑动摩擦,降低转动阻力,减少能量损耗。当然,为了填补空间兼而起润滑作用,滚珠轴承也需要使用润滑剂,但工作空间相对含油轴承密封较好,且摩擦更小,寿命很长。
  若仅以一颗滚珠支撑,难以保证旋转轴的稳定和扇叶自重摩擦偏离,因而通常需要弹簧分开两颗滚珠进行约束。双滚珠轴承结构的制造成本相对较高,为了控制产品成本,便产生了双滚珠与单滚珠两类滚珠轴承:

  双滚珠轴承应可算是滚珠轴承的典型代表,除具有阻力小、摩擦均匀、寿命长等特点外,因轴芯、滚珠、轴套间空隙小,一直滚动摩擦,因而有工作噪音大的不足之处。通常产品寿命可达50000~100000小时。个人推荐:最传统,最稳定,最可靠!值得信赖!

单滚珠轴承则只是为了弥补双滚珠轴承成本高、寿命值一般的折衷产物,采用含油轴承(或其他)与一颗滚珠轴承配合,对轴芯进行支撑。与滚珠轴承配合的轴承可选范围很大,从传统的含油轴承到磁悬浮轴承,目前都有产品可见,而使用采多的仍然是含油轴承与单道滚珠的组合。此种组合中,理论上含油轴承只起小部分的支撑作用,磨损较单独工作中大幅减少;同时,还可减少双滚珠轴承产生的震动,降低工作噪音。个人推荐:前期效果不错,后期效果一般。大型风扇(120mm直径以上)和高速加强型风扇不宜用此结构!
  通常号称“单滚珠轴承”的风扇即采用此类单滚珠+含油的轴承,可兼顾寿命、成本与噪音。通常产品寿命根据与单滚珠搭配的轴承种类存在一定差距,一般在20000~30000小时。

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